一种导热层及发热针的制作方法

1.本发明涉及金属发热针领域，更具体的说是涉及一种导热层及发热针。


背景技术：

2.电子烟又名电子香烟，有着和香烟一样的外观和香烟近似的味道，却没有香烟中的焦油、悬浮微粒等其他有害成分，因此，现在都把电子烟用于戒烟或者替代香烟。
3.在低温烤烟的电子烟上使用的发热针有发热棒或发热片，目前发热棒或者发热片多采用陶瓷介质发热针，安装发热丝于陶瓷体内部，陶瓷体或者发热片插入烟丝内部进行烘烤，因此，发热针温度的控制和传到是低温烘烤型香烟口感好坏的关键因素。
4.目前，市场上比较流行的一种陶瓷介质发热针或发热片，在插入烟弹后，烟丝呈现不规则的排布，在加热进行烘烤时，烟丝密集处烘烤不充分，容易产生焦糊味，影响口感。其次，由于陶瓷介质到热效率低，烘烤效果差。因此，需要对以上产品存在的问题进行改进，提升低温烘烤烟的使用体验，提升口感。


技术实现要素：

5.本发明提供一种不良品爆珠滤棒在线剔除装置，以解决上述技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种导热层，包括金属基材，附着在金属基材上的纳米红外涂层以及镀在纳米红外涂层上的黑色陶瓷涂层。
8.在一些实施例中，所述金属基材表面进行表面处理，形成凹坑式的外表面，所述纳米红外陶瓷涂层溅射在金属基材的外表面。所述纳米红外陶瓷涂层采用pvd技术形成。
9.在一些实施例中，所述金属基材表面进行表面处理的工艺为两次喷砂工艺，先使用第一粒径的沙粒喷砂，然后使用第二粒径沙粒喷砂处理，所述第一粒径比第二粒径的直径大。优选的，所述喷砂后金属基材表面粗糙度ra值为0.5～6.0之间，如rz值为0.5～1，1～1.6，1.6-3.2，3.2～6.0。
10.在一些实施例中，所述纳米红外陶瓷涂层，靶材为碳化硅、二硅化钼、三氧化二铝、三氧化二钴、氧化镍、三氧化二铬、硼化钛、氧化铪、碳化铌中的至少一种靶材。
11.在一些实施例中，所述纳米红外陶瓷涂层的厚度为0.1～1μm。
12.在一些实施例中，所述黑色陶瓷涂层，靶材为金属钛、碳、铬、铝中的至少两种靶材。
13.在一些实施例中，所述黑色陶瓷涂层，厚度为0.1～1μm。
14.本实施例还提供了一种发热针，包括外壳，所述外壳基于任一所述的导热层制成，所述外壳具有尖端，外壳内嵌入金属发热单元。
15.在一些实施例中，所述发热单元为金属发热片/丝，金属发热片/丝连接控制板，对发热针的温度进行控制。
16.在一些实施例中，所述外壳上设有耐高温底座。耐高温底座一般为陶瓷底座。
17.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
18.1)采用双喷砂工艺，能够大幅度提升发热针表面积，提高发热针的有效发热面积。
19.2)采用pvd方法制备的纳米红外陶瓷涂层，能够提升发热针的发热效果，热传导效率高，降低发热针的发热功率。
20.3)采用pvd方法制备的纳米红外陶瓷涂层致密度高，发热针插入烟丝更加的顺滑，不会引起烟丝的不均匀分布，提升低温烘烤的效果。
21.4)采用pvd方法制备的纳米红外陶瓷涂层致密度能高，能够有效提升发热针的耐腐蚀性，提升发热针的使用寿命。
22.5)采用pvd方法有利于发热针的生产制备效率，能够大幅度降低发热针的生产成本，便于实现自动化的生产方法。
23.6)黑色陶瓷涂层有利于金属发热针采用红外式温度测温方法，便于发热针采用自动化的温度校准方法，同时黑色陶瓷涂层能够保护纳米红外陶瓷涂层。
附图说明
24.图1是本实施例的一种发热针的示意图。
25.图2是不同实施例红外发射率测试对比图；
26.图中标记：金属基材1，纳米红外涂层2、黑色陶瓷涂层3，陶瓷底座4，金属发热片5。
具体实施方式
27.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例，仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
28.相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。
29.以下将结合图1，对本技术实施例所涉及的一种导热层及发热针进行详细说明。值得注意的是，以下实施例，仅仅用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
30.一种导热层，包括金属基材1，附着在金属基材上的纳米红外涂层2以及镀在纳米红外涂层上的黑色陶瓷涂层3。所述金属基材表面进行表面处理，形成凹坑式的外表面，所述纳米红外陶瓷涂层溅射在金属基材的外表面。所述纳米红外陶瓷涂层采用pvd技术形成。
31.在一些实施例中，所述金属基材表面进行表面处理的工艺为两次喷砂工艺，先使用第一粒径的沙粒喷砂，然后使用第二粒径沙粒喷砂处理，所述第一粒径比第二粒径的直径大。优选的，所述喷砂后金属基材表面粗糙度ra值为0.5～6.0之间，如rz值为0.5～1，1～1.6，1.6-3.2，3.2～6.0。
32.在一些实施例中，所述纳米红外陶瓷涂层，靶材为碳化硅、二硅化钼、三氧化二铝、三氧化二钴、氧化镍、三氧化二铬、硼化钛、氧化铪、碳化铌中的至少一种靶材。所述纳米红外陶瓷涂层的厚度为0.1～1μm。
33.在一些实施例中，所述黑色陶瓷涂层，靶材为金属钛、碳、铬、铝中的至少两种靶
材。所述黑色陶瓷涂层，厚度为0.1～1μm。
34.本实施例还提供了一种发热针，包括外壳，所述外壳基于任一所述的导热层制成，所述外壳具有尖端，外壳内嵌入金属发热单元。
35.在一些实施例中，所述发热单元为金属发热片/丝，金属发热片/丝连接控制板，对发热针的温度进行控制。
36.实施例1：
37.本实施例还提供了一种发热针的制备方法，具体步骤如下：
38.(1)金属基材预处理：将金属基材制成发热针外壳所需的形状，采用金相砂纸打磨、喷砂、除油、水洗等处理，所述喷砂首先采用50目石英砂、喷砂角度40
°
，喷砂距离300mm，压缩空气为0.6mpa，喷砂时间为60s，使用治具，对金属基材四周均匀处理，然后采用100目石英砂、喷砂角度40
°
，喷砂距离300mm，压缩空气为0.6mpa，喷砂时间为90s，使用治具，对金属基材四周均匀处理，喷砂完成后，金属基材的表面粗糙度ra值为0.8。
39.(2)金属基材净化处理：将基材放置于真空腔内，对真空腔进行加热，加热温度为450℃，同时对开启真空泵，使真空腔的真空度降为4.5
×
10-3
pa，对真空腔中冲入一定量的氮气，在基材表面加载一定的偏压，如加载电压为-900v，对其进行离子蚀刻，清除金属基材表面的污染物。
40.(3)纳米红外陶瓷涂层溅射：控制真空枪内的真空度为10pa,持续通入高纯氩气80s，打开靶材电源，金属基材偏压为-250v，靶材电流为100a，基体温度为800℃，溅射时间为30min。所述靶材为三氧化二钴靶材、氧化镍、三氧化二铬、硼化钛的组合靶材，所制备的纳米红外陶瓷涂层的厚度为1.5μm。
41.(4)黑色陶瓷涂层溅射。上述完成后，将气源更改为氮气，维持上述的参数不变，更换靶材为tial陶瓷靶材，在其表面形成tialn黑色纳米陶瓷层，所制备的黑色纳米陶瓷层的厚度为1μm。
42.(5)关闭电源，气源，自然冷却至室温，打开真空腔，获得制备好的具有红外纳米陶瓷涂层的发热针外壳。
43.(6)将金属发热针外壳装配金属发热片5和陶瓷底座4，制备出有红外纳米陶瓷涂层的金属发热针。
44.实施例2
45.(1)金属基材预处理：将金属基材制成发热针外壳所需的形状，采用金相砂纸打磨、喷砂、除油、水洗等处理，所述喷砂首先采用30目石英砂、喷砂角度40
°
，喷砂距离300mm，压缩空气为0.6mpa，喷砂时间为60s，使用治具，对金属基材四周均匀处理，然后采用100目石英砂、喷砂角度40
°
，喷砂距离300mm，压缩空气为0.6mpa，喷砂时间为90s，使用治具，对金属基材四周均匀处理，喷砂完成后，金属基材的表面粗糙度ra值为1.5。
46.(2)金属基材净化处理：将基材放置于真空腔内，对真空腔进行加热，加热温度为450℃，同时对开启真空泵，使真空腔的真空度降为4.5
×
10-3
pa，对真空腔中冲入一定量的氮气，在基材表面加载一定的偏压，如加载电压为-900v，对其进行离子蚀刻，清除金属基材表面的污染物。
47.(3)纳米红外陶瓷涂层溅射：控制真空枪内的真空度为10pa,持续通入高纯氩气80s，打开靶材电源，金属基材偏压为-250v，靶材电流为100a，基体温度为800℃，溅射时间
为30min。所述靶材为三氧化二钴靶材、氧化镍、三氧化二铬、硼化钛的组合靶材，所制备的纳米红外陶瓷涂层的厚度为2μm。
48.(4)黑色陶瓷涂层溅射。上述完成后，将气源更改为氮气，维持上述的参数不变，更换靶材为tial陶瓷靶材，在其表面形成tialn黑色纳米陶瓷层，所制备的黑色纳米陶瓷层的厚度为2μm。
49.(5)关闭电源，气源，自然冷却至室温，打开真空腔，获得制备好的具有红外纳米陶瓷涂层的金属发热针外壳。
50.(6)将金属发热针外壳装配金属发热丝和陶瓷底座，制备出有红外纳米陶瓷涂层的金属发热针。
51.通过千分尺、表面轮廓仪测试各涂层的厚度、涂层表面粗糙度ra结果记录如下表1所示。另外，根据拉伸法测量陶瓷涂层于基体之间的结合强度，记录于表1所示，同时，使用红外温度测量仪，对发热体在350℃下的空载功率进行计算，由此可以判断，本发明的纳米陶瓷涂层与基体之间具有良好的结合力，可以在高温下保持良好的效果。
52.表1各实施例发热针参数
[0053][0054]
红外辐射性能的测试范围是2.5～25μm波段，采用红外辐射测量仪测量涂层的红外辐射性能，图2对应实施例1～2所制备的纳米红外辐射陶瓷的辐射率与温度曲线，陶瓷红外辐射率范围为0.70～0.90之间，由此可见，本实施例所制备的纳米红外陶瓷涂层具有良好的辐射率，可以满足低温烤烟的使用环境。
[0055]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。